Преобразователи энергии
Расчет тиристорного инвертора для питания установки индукционного нагрева. Осциллограммы тока, собственная частота колебательного контура, эквивалентная емкость конденсаторов, емкость разделительного конденсатора, напряжение тиристоров и встречных диодов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.06.2014 |
| Размер файла | 203,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И ПРОИЗВОДСТВ
РЕФЕРАТ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ
Содержание
Задание на расчетно-графическую работу
Описание работы схемы
Расчет
Выбор тиристора и диода
Задание на расчетно-графическую работу
Выполнить расчет тиристорного инвертора для питания установки индукционного нагрева. Технические данные:
частота - 2,4 кГц; инвертор ток конденсатор диод
мощность - 10 кВт.
По справочным данным подобрать тиристоры и диоды.
Рис. 1. Принципиальная схема мостового инвертора со встречно-параллельными диодами и удвоением частоты
Описание работы схемы
В качестве источников питания повышенной частоты в промышленности широко применяются полупроводниковые преобразователи частоты на базе тиристорных автономных инверторов. На рисунке 1 приведена принципиальная схема мостового инвертора со встречно-параллельными диодами, у которого в диагональ постоянного тока через разделительный конденсатор СР и защитную катушку индуктивности LЗ включена нагрузка RН , в диагональ переменного тока моста включен.
Рис. 2. Осциллограммы токов в схеме инвертора
Последовательный колебательный контур, состоящий из коммутирующего конденсатора СК и коммутирующей катушки индуктивности LK.
Принцип действия инвертора следующий. Разделительный конденсатор СР заряжен до напряжения источника питания постоянного тока. При включении тиристоров VS1 и VS4 происходит заряд коммутирующего конденсатора СК по цепи, состоящей из коммутирующей катушки индуктивности LK, защитной катушки индуктивности LЗ и нагрузки RН . Ток Iн по цепи течет в направлении, показанном стрелкой.
Параметры инвертора рассчитаны так, что процесс имеет колебательный характер. После того, как напряжение на конденсаторе станет выше напряжения источника питания и колебательный ток, текущий через тиристоры VS1, VS4 пройдет через нуль, они выключаются.
Тогда через диоды VD1, VD4 и нагрузку начнет протекать ток в обратном направлении до тех пор, пока емкость не разрядится напряжение источника, и диоды VD1, VD4 также выключатся. В течение промежутка времени, пока ток проводили диоды VD1, VD4 , к тиристорам VS1, VS4 прикладывалось небольшое обратное напряжение и они восстановили управляемость. Затем включаются тиристоры VS2, VS3 , емкость Ск перезаряжается, но при этом через нагрузку снова течет ток в прямом направлении.
После выключения тиристоров VS2 и VS3 включаются обратные диоды VD2 и VD3, и ток через нагрузку потечет опять в обратном направлении.
Таким образом, в течение одного цикла работы вентилей моста на выходе инвертора формируется два полных периода синусоидального напряжения.
Несмотря на то, что амплитуда и среднее значение полуволны тока, протекающего через тиристоры, больше, чем через неуправляемые диоды, ток iн , текущий через нагрузку, имеет форму, близкую к синусоидальной благодаря емкости Ср, не пропускающей постоянной составляющей (рис.2).
Среднее значение токов, протекающих через тиристоры, больше средних значений токов, текущих через неуправляемые диоды на величину входного тока инвертора Id .
Расчет
Для рассматриваемой схемы примем следующие оптимальные коэффициенты, определяющие параметры инвертора:
.-добротность колебательного контура инвертора,
, вспомогательный параметр,
- коэффициент раскачки,
- коэффициент распределения индуктивности.
При питании инвертора непосредственно от трехфазной сети, напряжением 380 В через выпрямитель, выполненный по мостовой схеме входное напряжение Ud=520 В.
Входной ток инвертора:
где - мощность инвертора,
=520B- напряжение питания инвертора.
Действующее значение тока нагрузки:
Активное сопротивление нагрузки:
.
Действующее значение напряжения нагрузки:
Круговая частота выходного тока инвертора:
.
Собственная частота колебательного контура инвертора:
.
Полная индуктивность колебательного контура инвертора:
.Коммутирующая катушка индуктивности:
.
Защитная катушка индуктивности:
.
Эквивалентная емкость конденсаторов колебательного контура инвертора:
.
Емкость разделительного конденсатора принято выбирать:
,
выполнив преобразования получим:
Емкость коммутирующего конденсатора:
.
Максимальное напряжение на тиристорах и встречных диодах инвертора.
По приведенному на рисунке 1 графику зависимости относительного максимального напряжения на тиристорах от добротности и, при kL=0,7 [1] найдем
При напряжении Ud =520В, Uв max=816В.
Рис. 1. Зависимость относительного максимального напряжения на тиристорах от добротности и.
Обратное напряжение на встречном диоде равно прямому напряжению на соответствующем тиристоре.
Максимальный и средний за период ток через тиристоры инвертора.
По приведенному на рисунке 2 графику зависимости относительной величины максимального тока через тиристор от добротности и найдем ,
Рис. 2. Зависимость относительной величины максимального тока через тиристор от добротности и
Значение среднего тока через тиристор
,
Средний за период ток через встречный диод.
,
Максимальное значение тока через встречный диод
,
Время, предоставляемое тиристору, для восстановления запирающих свойств:
Выбор тиристора и диода.
По справочным данным производителя тиристоров выбираем тиристор ТБ261-125-20, с параметрами :
-максимально-допустимое напряжение-1400 В,
-максимально-допустимый средний ток-125 А,
-минимально-допустимое время восстановления-20 мкс.
По справочным данным производителя диодов выбираем диод Д161-200-24, с параметрами :
-максимально-допустимое напряжение-1800В,
-максимально-допустимый средний ток-200А.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Задачи на применение первого закона Кирхгофа. Параллельное соединение элементов. Второй закон Кирхгофа, его применение. Последовательное соединение конденсаторов, их эквивалентная емкость. Обратная емкость конденсаторов, соединенных последовательно.
реферат [85,5 K], добавлен 15.01.2012Система из двух и более электродов, разделенных диэлектриком. Сохранение электрического заряда. Обозначение конденсаторов на схемах. Номинальное напряжение и полярность. Паразитные параметры, электрическое сопротивление изоляции и удельная емкость.
презентация [1,2 M], добавлен 17.06.2012Рассмотрение устройства и назначения конденсаторов; их свойства в цепях переменного и постоянного тока. Условия достижения удельной емкости, максимальной плотности энергии и номинального напряжения. Классификация конденсаторов по виду диэлектрика.
презентация [2,4 M], добавлен 08.09.2013Выражение для емкости резкого p-n перехода в случае полностью ионизированных примесей. Определение величины его барьерной емкости. Расчет контактной разности потенциалов, толщины слоя объемного заряда. Величина собственной концентрации электронов и дырок.
курсовая работа [150,2 K], добавлен 16.11.2009Принцип получения переменной ЭДС. Действующие значение тока и напряжения. Метод векторных диаграмм. Последовательная цепь, содержащая активное сопротивление, индуктивность и емкость. Проводимость и расчет электрических цепей. Резонанс напряжений и токов.
реферат [1,3 M], добавлен 19.02.2009Выбор емкости рабочего и пускового конденсатора. Выбор схемы включения двигателя и типа конденсаторов. Пуск двигателя без нагрузки и под нагрузкой, близкой к номинальному моменту. Определение значения напряжения на конденсаторе и рабочей емкости.
курсовая работа [380,9 K], добавлен 08.07.2014Расчёт трансформатора и параметров интегрального стабилизатора напряжения. Принципиальная электрическая схема блока питания. Расчет параметров неуправляемого выпрямителя и сглаживающего фильтра. Подбор выпрямительных диодов, выбор размеров магнитопровода.
курсовая работа [151,6 K], добавлен 14.12.2013Расчёт номинальных данных двигателя. Построение естественной и искусственной характеристики. Расчёт контура тока и скорости. Выбор основных элементов тиристорного преобразователя. Электрические параметры силового трансформатора, выбор тиристоров.
курсовая работа [991,3 K], добавлен 07.01.2014Понятие электрической емкости системы из двух проводников. Конструкции конденсаторов: бумажных, слюдяных, керамических, электролитических, переменной емкости с воздушным или твердым диэлектриком. Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
презентация [728,9 K], добавлен 27.10.2015Особенности расчета двигателя постоянного тока с позиции объекта управления. Расчет тиристорного преобразователя, датчиков электропривода и датчика тока. Схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Моделирование внешнего контура.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011Усиление транзисторного каскада. Выбор транзистора, определение напряжения источника питания, расчет сопротивления резисторов и емкости конденсаторов. Определение максимальных амплитуд источников сигнала для неинвертирующего усилителя постоянного тока.
контрольная работа [58,2 K], добавлен 03.12.2011Использование колебательного контура для возбуждения и поддержания электромагнитных колебаний. Стадии колебательного процесса. Фактор затухания в выражении для закона Ома. Формула напряжения на конденсаторе и логарифмический декремент затухания.
презентация [146,8 K], добавлен 18.04.2013Понятие, назначение и классификация вторичных источников питания. Структурная и принципиальная схемы вторичного источника питания, работающего от сети постоянного тока и выдающего переменное напряжение на выходе. Расчет параметров источника питания.
курсовая работа [7,0 M], добавлен 28.01.2014Исследование последовательного и параллельного колебательного контура. Получение амплитудно-частотных и фазово-частотнх характеристик. Определение резонансной частоты. Добротности последовательного и параллельного контура, различия между их значениями.
лабораторная работа [277,5 K], добавлен 16.04.2009Проектирование системы подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока на основе регуляторов тока и скорости. Выбор комплектного тиристорного электропривода и тиристоров. Расчёт статических параметров. Оценка перерегулирования.
курсовая работа [515,5 K], добавлен 06.04.2014Экспериментальное исследование частотных и резонансных характеристик последовательного контура. Анализ влияния активного сопротивления на вид резонансных кривых. Особенности и методика настройки последовательного контура на резонанс с помощью емкости.
лабораторная работа [341,2 K], добавлен 17.05.2010Расчет температуры перехода одного тиристора, количества параллельных ветвей, последовательно соединенных тиристоров в ветви. Выбор схемы тиристорного ключа. Расчет параметров выравнивающих RCD-цепочек. Выражение вольт-амперной характеристики.
курсовая работа [311,2 K], добавлен 16.07.2009Краткая характеристика устройства ввода тока и напряжения. Методика построения преобразователя тока в напряжение. Фильтр низких частот. Устройство унифицированного сигнала. Расчет устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока.
курсовая работа [144,0 K], добавлен 22.08.2011Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Необходимость управления напряжением на входных клеммах устройств с целью регулирования их выходных характеристик при использовании электротехнических устройств постоянного тока. Полупроводниковые статические преобразователи как управляемые выпрямители.
презентация [199,1 K], добавлен 08.07.2014
